基于MMC的轻型高压直流输电系统的建模与控制

针对基于电压源变换器VSC的高压直流HVDC输电系统存在输出电压低次谐波含量多、需要体积庞大的滤波器和变压器、串联器件的动态均压等问题,提出了一种基于模块化多电平变换器MMC的轻型HVDC输电系统的设计方案;根据建立的MMC-HDVC输电系统的数学模型,详细介绍了该系统控制策略的实现。该控制策略从装置级和系统级两个方面控制MMC-HVDC输电系统,分别实现子模块电容电压的平衡控制及系统的功率解耦控制。仿真结果验证了该系统的可行性与有效性。     

矩阵变换器励磁控制的无刷双馈风力发电系统

应用在双馈风力发电系统中的功率变换器必须具有功率双向流动的能力, 交直交循环变流器和交交矩阵变换器都可满足功率的双向流动要求. 而矩阵变换器能同时提供正弦的输入电流和输出电压, 输入电流可调节为超前、滞后或同相于输入电压, 输出电压可实现幅值、频率和网侧功率因数的独立控制. 利用矩阵变换器, 通过控制无刷双馈电机控制绕组的电压幅值、频率, 为风力发电系统提供励磁. 压频比控制器采用模型参考模糊自适应控制策略, 对电机的转速和功率因数进行控制. 采用DSP,CPLD构建了基于四步换流方案的矩阵变换器实验励磁系统, 仿真和实验结果验证了系统设计的正确性、可行性和稳定性, 为矩阵式变换器的实际应用提供了实验基础.     

PID神经网络控制器在软开关中的应用

在软开关谐振功率变换器系统中,由于增加了谐振元件以及系统本身存在的严重的非线性和时变不确定性等特点,极大地影响了系统输出电压的动态响应性能。针对这一问题,该文提出了一种新的控制策略,将基于PID的神经网络控制器,用于脉宽调制型的软开关谐振功率变换器中,提高系统的动态响应性能。这种控制器是一种新型的误差前向反馈神经网络,将神经网络和PID控制规律融为一体,利用M atlab6.5软件中的电力系统仿真模块(S imPowerSystem s)对该系统进行仿真,结果表明这种控制方法可以使得功率变换器获得较好的动态性能。     

基于MSP430的纹波功率电源设计

直流输电系统中避雷器的老化试验需要一种能产生特殊纹波波形的高压试验电源,为此设计了一种程控纹波功率电源。该电源基于MSP430单片机实现总体控制,采用D/A转换和幅值控制,生成高精度、稳定可靠的试验纹波,然后通过功率放大器进行电压和功率放大,通过采样模块采集输出波形,完成反馈闭环。介绍了纹波功率电源的硬件原理和软件结构,试验结果表明,该电源可以无失真地生成阀电压和桥电压纹波波形,输出电压有效值最大为60 V,输出电压稳定度在1%以内,频率稳定度在0.5%以内,可以满足避雷器老化试验对纹波波形的要求。     

一种PWM结合PFM的ZVS准谐振变换器

准谐振变换器可以实现功率器件的零电压或零电流开关,但要得到稳定输出电压需采用脉冲频率调制(PFM),这给功率电路参数设计和系统稳定性带来困难,本文研究一种PFM结合PWM的控制模式来调节准谐振变换器输出电压,并实现其开关管的软开关,该控制方案与电压调节器协调工作,调节功率管驱动信号的脉宽和频率,保证了软开关条件和降低导通损耗,实现高频高效的功率变换。建立了100W升压准谐振变换器样机,实验结果验证了该控制方案的可行性。     

双馈风力发电系统功率解耦控制策略仿真研究

研究风力发电机功率效率优化控制问题,由于外部风力环境变化较大,应保证变换器的稳定性控制。传统的控制方法不但动态和稳态性能差,而且控制策略比较复杂。为了改善控制效果,提高直流电压利用率,采用了SVPWM调制技术,并提出了一种功率解耦控制策略的双脉宽调制(PWM)变换器控制方案。网侧变换器控制直流母线电压的稳定并调节网侧功率因数,转子侧变换器进行矢量解耦控制,调节定子有功和无功功率。仿真结果表明,控制策略能够快速跟踪风速变化,维持直流侧母线电压恒定,输出的电流为正弦波,并且与电网电压同频同相,满足并网条件,实现有功和无功功率的独立调节,对并网风力发电系统的设计研究提供有意义的参考。     

基于Buck变换器的光伏发电系统MPPT 控制

介绍以Buck变换器为对象的太阳能光伏发电系统。用Buck变换器实现对光伏发电系统的最大功率跟踪,采用逐次逼近法的MPPT控制策略,通过调节Buck变换器的PWM占空比输出,使得负载的等效阻抗跟随光伏电池的输出阻抗,使光伏阵列在任何条件下获得最大功率输出,跟踪最大功率。仿真表明MPPT（最大功率跟踪）控制策略的可行性。     

基于下垂特性的主动配电网PQ协调控制策略研究

本文在主动配电网背景下,针对大量间歇式分布式电源接入配电网导致的电压波动问题,从有功功率、无功功率协调控制角度,提出一种计算、控制、执行的分层控制策略,进行功率解耦控制。首先通过控制器采集的电压频率和储能系统的荷电状态的基础上确定下垂系数,再计算负荷功率的缺额并结合主动配电网的出力情况来测算储能系统输出的功率,最终采用Park变换获得输出信号。通过在建立的微型主动配电网模型上的仿真,验证了分布式电源输出有功、无功以及负荷电压的稳定性都得到一定优化,从而说明了该控制策略的有效性和可行性。     

一种新型三端口变换器的研究

在独立新能源发电系统中,采用三端口变换器具有效率高、功率密度高、可靠性高和体积成本低等优点。文中提出一种新型三端口变换器(TPC),应用于独立可再生能源发电系统,且具有高电压增益。该三端口变换器只使用3个开关来实现功率流控制,双输入源共用一个电感,因此,可以减小体积。此外,该变换器的转化率也高于其他三端口变换器。给出了该三端口变换器的工作原理、稳态分析和控制方法。为了验证理论分析的可行性,实现了以光伏电源电压24 V、电池端口电压48 V和一个输出电压400 V为原型的仿真。验证了理论分析的正确性和可控制策略的有效性。     

基于STM32F103VC的家用型光伏逆变系统的研究

为了推进光伏发电技术应用到居民家居生活中,提出了一套适用于家用小功率电器工作的光伏逆变系统.系统采用意法半导体公司的STM32F103VC作为控制系统的核心,运用软件方式产生SPWM波.逆变主拓扑回路采用两级全桥变换器,中间环节配合高频变压器升压.与传统的逆变器设计思路不同,前级全桥变换器采用SPWM波控制实现逆变取代以往恒定脉宽PWM控制,后级变换器作为频率50 Hz翻转开关来重构正弦波.该系统可将太阳能电池板输出的12V电压转换为适用于家用电器工作的220 V/50 Hz交流电.     

基于VSG的光伏发电系统建模与仿真研究

光伏发电往往通过电力电子接口接入电网,使得系统面临频率和电压稳定性等方面的挑战。结合光伏发电的输出特性,提出了一种基于虚拟同步发电机(VSG)的光伏发电系统变流器控制策略。首先,综合光伏阵列、升压电路、脉冲宽度调制和最大功率跟踪控制模块,搭建了光伏发电系统的仿真模型。其次,基于传统同步发电机运行机制,提出了有功频率控制和无功电压控制方法,实现了有功功率控制和调频调压的双重功能,完成了光伏发电系统的运行控制。最后,分析了不同光照强度和不同温度下光伏阵列的输出特性,并在负荷功率扰动条件下,开展了系统的直流侧逆变电压、虚拟同步发电机输出有功功率和系统频率等特性研究。通过MATLAB/Simulink,验证了虚拟同步发电机思想及控制方法的正确性和有效性。     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。     

高精度同步电压频率变换器

<正> 电压频率变换器(简称VFC)是一种将模拟输入信号变为连续脉冲数字信号输出的电路。其输出脉冲频率与输入信号电压成正比。这种变换器广泛应用于自动控制、仪器仪表、数字化测量、远距离数字采集和计算机接口电路。     

基于矩阵式变换器的异步电机直接转矩控制策略

研究一种基于矩阵式变换器的异步电机控制策略,分析了异步电机的直接转矩控制方法和矩阵式变换器的空间矢量调制,给出了在直接转矩控制方案中,矩阵式变换器矢量电压的选择.这一控制策略同时实现了矩阵式变换器的空间矢量调制和异步电机的直接转矩控制.利用MATLAB仿真平台实现了该控制策略,仿真结果表明:采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因素.     

四端输出三相-两相矩阵变换器间接控制策略

针对三相-两相矩阵变换器(3-2MC)拓扑无大容量储能元件,输出不对称影响输入电流质量的问题,提出一类引入脉动功率补偿单元的三端和四端输出3-2MC拓扑.首先,详细阐述上述所提两种变换器抑制输出脉动功率进而提高输入性能的原理、实现过程和适用范围,推导四端输出3-2MC的电压传输率与系统参数之间的关系式,并基于上述拓扑特点,提出输出扇区划分方式;然后,提出以输出侧与补偿侧三相电流加权量作为间接控制量的级联式控制策略,从理论上对其可行性进行分析,并给出系统控制参数的优化选取方法.仿真结果表明,基于间接控制策略的四端输出3-2MC拓扑可有效改善输出不对称情况下的输入电流性能,与传统的三端无补偿单元拓扑相比,该方法具有良好的动态性能和更大的输出适用范围.     

最佳负载均流方法在MT-HVDC系统线损最小化的应用

讨论了多端高压直流（MT-HVDC）系统中消除直流电压偏差和提高负载均流精度问题。为了尽量减少不同并联网络拓扑结构的电力线损耗，保证系统的稳定运行，提出了一种基于改进下垂控制的分散控制方法。采用平均直流输出电压，平均两个相邻变流器的输出电流的方式，减小控制系统中通信网络的拥塞以实现分散控制。通过最小化电缆的功率损耗，导出最佳的负载电流分配比例，以实现不同变换器之间的合理电流分配。最后，进行瞬态响应实验仿真以证明所提出的MT-HVDC系统的控制策略的可行性。     

改进型单周期控制SIDO-Buck变换器研究

SIDO-Buck是一种利用单电感实现双路输出的降压型变换器,具有功率元件少、效率高的优点,但各路输出间存在交叉调节和较大电压纹波的问题,使得输出电压不稳定;引入差/共模电压环路后由于电感电流存在不同的模态,导致电流型控制中斜率补偿存在设计难题。研究了另一种无电流环的单周期控制实现SIDO-Buck变换器输出的稳定,建立了单周期控制SIDO-Buck变换器的闭环系统模型。通过仿真及实验验证了单周期控制SIDO-Buck变换器的可行性。     

基于Boost变换器光伏发电MPPT控制方法

在基于Boost变换器的光伏发电系统中,以MCU TMS320F2812为主要控制芯片,采用检测发电系统Boost变换部分输出电流的控制策略,并调节变换器PWM的占空比输出,实现最大功率点更好地跟踪,并通过Mat-lab/simulink验证该策略的可行性。     

改进无差拍控制在单相并网逆变器中的应用

为解决在单相并网逆变器中应用无差拍控制时,由于采样及处理器计算的延时而导致系统不稳定的问题,提出了一种基于CMAC神经网络的无差拍控制策略。控制策略通过MPPT算法跟踪光伏电池的最大输出功率,然后将最大功率减去电路中功率损失后除以电网电压的有效值平方得到逆变器参考电流的系数k,再根据CMAC神经网络预测出下一时刻的电网电压和参考电流,最后计算出下一时刻的开关周期的占空比对逆变器进行控制。此方法实现了对采样及处理器计算的延时的补偿,可提高了系统的稳定性,使并网逆变器的输出电流快速、准确地跟踪电网电压,降低逆变器输出电流中的总谐波歧变。通过对该策略进行了仿真和试验,结果表明该控制策略有效性和可行性。     

基于无源性的光伏DC/DC变换器的全局滑模控制

在光伏发电系统中,当其受环境影响时,系统输出电压及功率不稳定,主要由DC/DC变换器来实现其过程能量转换,因此研究高效的DC/DC变换器控制方法具有重要意义;引入了一种满足无源性的DC/DC变换器,同时引入一种新的指数趋近律,设计全局滑模控制策略;所设计控制方法不仅确保了系统状态的稳定性,而且提高了系统的鲁棒性,减弱了DC/DC变换器的抖动现象;并以双向Buck变换器为例,通过Matlab仿真验证了所设计控制器的有效性。